Определение нитрат-ионов методом градуировочного графика при постоянной ионной силе.

Реагенты и аппаратура.

Нитрат калия KNO₃ (к)

Сульфат калия K₂SO₄, 1 М раствор

Иономер или рН-метр.

Индикаторный электрод, нитрат-селективный.

Электрод сравнения, хлоридсеребряный.

 

Выполнение определения.

1. Приготовление стандартных растворов.

Рассчитывают массу навески KNO₃, необходимую для приготовления 100 мл 0.1 М раствора.

На аналитических весах взвешивают рассчитанную массу сухой соли нитрата калия, количественно переносят навеску в мерную колбу вместимостью 100 мл и растворяют в воде. После растворения соли объем доводят до метки водой. Методом последовательного разбавления в колбах вместимостью 50 мл готовят серию из 4 – 5 стандартных растворов в интервале концентраций от 10^-2 до 10^-5 М, добавляя в растворы по 5 мл K₂SO₄. Каждый последующий раствор готовят разбавлением предыдущего.

2. Измерение ЭДС стандартных растворов и построение градуировочного графика.

Измерение ЭДС элемента, состоящего из ионселективного электрода и электрода сравнения, начинают с наиболее разбавленного раствора. Стандартный раствор помещают в электрохимическую ячейку, погружают электроды и измеряют ЭДС с помощью иономера. Установление постоянного значения потенциала занимает 3 – 7 мин. После каждого измерения электрохимическую ячейку и электроды тщательно промывают дистиллированной водой и протирают фильтровальной бумагой. Результаты измерений записывают в таблицу табл.1.5.

Таблица.1.5.

Результаты измерения потенциала в зависимости от рCa для построения градуировочного графика.

Концентрация NO3^-, М	рNO3	Е, мВ

 

По экспериментальным данным строят градуировочный график в координатах E - рNO_3.

3. Анализ исследуемого раствора.

Анализируемый раствор помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, добавляют 10 мл раствора K₂SO₄, доводят объем до метки дистиллированной водой и измеряют потенциал системы Е _х.

По градуировочному графику находят (рNO₃)_х в исследуемом растворе и рассчитывают молярную концентрацию нитрат-иона, а затем массу нитрат- иона в пробе.

4. Определение NO₃^- в растениях.

При определении содержания нитратов в тканях растений точную навеску овощей массой 1 г помещают в колбу вместимостью 200 мл. Добавляют 100 мл дистиллированной воды, закрывают колбу пробкой и интенсивно перемешивают содержимое колбы не менее 5 мин. Дают отстояться в течение 15 – 20 мин, отбирают 20 мл раствора в мерную колбу вместимостью 100 мл, добавляют 10 мл раствора K₂SO₄, доводят объем до метки дистиллированной водой. Полученным раствором заполняют электрохимическую ячейку, погружают электроды и проводят измерение Е _х. Содержание (мг/кг) нитрат-ионов рассчитывают с помощью градуировочного графика с учетом произведенных разбавлений и массы анализируемого образца.

 

1.4.6. Потенциометрическое кислотно-основное титрование. Определение фосфорной кислоты в растворе.

Потенциометрическая индикация КТТ позволяет дифференцированно титровать смеси кислот и оснований, либо многоосновных кислот (оснований) с погрешностью до 0.1%, если К₁: К₂ ≥ 10⁴, при этом константа диссоциации слабой кислоты (основания) должна быть не ниже n∙10^-8.

Титрование фосфорной кислоты возможно по двум ступеням:

H₃PO₄ + NaOH = NaH₂PO₄ + H₂O

NaH₂PO₄ + NaOH = Na₂HPO₄ + H₂O

так как К₁ = 7.08∙10^-3; К₂ = 6.17∙10^-8.

 

Реагенты и аппаратура.

Гидроксид натрия NaOH, 0.1000 М раствор.

рН-метр.

Индикаторный электрод, стеклянный.

Электрод сравнения, хлридсеребряный.

 

Выполнение определения.

В стакан для титрования вносят пипеткой аликоту испытуемого раствора и 20 – 30 мл дистиллированной воды. В полученный раствор погружают электроды, включают мешалку.

Проводят ориентировочное титровние (прибавляют раствор титранта по 1.00 мл), фиксируя изменение рН раствора. В ходе титровния должны проявиться два скачка рН.

При точном титровании стандартный раствор щелочи прибавляют равными порциями по 4 капли в области первого скачка и по 8 капель – в области второго.

Результаты титрования заносят в табл.1.6.

Таблица 1.6.

Результаты титрования фосфорной кислоты.

V,мл	∆V	(∆V^2)	рН	∆рН	∆рН/∆V	∆^2рН	∆^2рН/(∆V^2)

 

 

С помощью табл.1.6. строят все кривые титрования, изобра женные на рис. 3, находят графически точный объем титранта, отвечающий первой (V₁) и второй (V₂) КТТ. Количество фосфорной кислоты в г в анализируемом растворе находят с учетом объемов V₁ и V₂, используя в каждом случае соответствующую величину молярной массы эквивалента.

 

Определение соляной и борной кислот в растворе при их совместном присутствии.

Борную кислоту нельзя оттитровать кислотно-основным методом непосредственно вследствие малой константы диссоциации (рК = 9.24). Однако ее определение становится возможным, если к раствору после завершения титрования соляной кислоты прибавить глицерин, который с борной кислотой образуют более сильную комплексную кислоту (глицерин-борную).

 

Реагенты и аппаратура.

Гидроксид натрия NaOH, 0.1000 М раствор.

Глицерин.

рН-метр.

Индикаторный электрод, стеклянный.

Электрод сравнения, хлридсеребряный.

 

Выполнение определения.

Аликвоту анализируемого раствора в стакане для титрования разбавляют небольшим количеством дистиллированной воды, погружают в раствор электроды, включают мешалку и проводят ориентировочное титрование, прибавляя раствор титранта по 1.00мл. Фиксируя каждый раз значение рН, обнаруживают первый скачок рН, отвечающий оттитровыванию соляной кислоты.

Затем поднимают электроды из раствора, прибавляют в стаканчик 10 мл глицерина, тщательно перемешивают до полного растворения.

Погружают электроды в ячейку и продолжают титрование до обнаружения второго скачка рН, соответствующего титрованию борноглицериновой кислоты.

Выполняют точное титрование новой аликвоты раствора в тех же условиях, прибавляя в области КТТ титрант порциями по 2 капли.

Заполняют табл.1.6.(Работа 1.6). Графически с помощью дифференциальных кривых титрования и кривой по методй Грана находят КТТ₁ и КТТ₂.

Содержание соляной кислоты (г) находят по первому скачку рН (V₁), борной – вычитая объем V₁ из общего расхода титранта (V₂), отвечающего суммарному содержанию соляной и борной кислот.

 

Окислительно-восстановительное титрование. Определение кобальта (II) в растворе.

В окислительно-восстановительном титровании в качестве индикаторного обычно используют электрод из инертного металла (платина, золото). Для получения отчетливого скачка на кривой титрования необходимо, чтобы разность стандартных потенциалов окислительно-восстановительных пар титруемого компонента и титранта была достаточно велика ∆ Е ⁰ › 0.36 В при титровании с погрешностью 0.1 %, если n₁ = n₂ =1.

Окислительно-восстановительное титрование кобальта основано на реакции окисления аммиачных комплексов ионов кобльта (II) гексацианоферратом (III) калия в аммиачной среде:

 

Co(NH₃)₆²⁺ + Fe(CN)₆^3- = Co(NH₃)₆³⁺ + Fe(CN)₆^4-

Аммиачный комплекс кобальта (III) имеет ярко-вишневую окраску, интенсивность которой возрастает по мере приближения к ТЭ. Поэтому данный метод является характерным примером, показывающим преимущества потенциометрической индикации КТТ по сравнению с использованием цветных индикаторов.

До ТЭ протекат электрохимическая реакция

Co(NH₃)₆³⁺ + е = Co(NH₃)₆²⁺

после ТЭ

Fe(CN)₆^3- + е = Fe(CN)₆^4-

Реальные потенциалы этих реакций резко отличаются, обеспечивая большой скачок потенциала.

 

Реагенты и аппаратура.

Гексацианоферрат (III) калия, 0.0500 М стандартный

раствор.

Аммиак, 25%-ный раствор.

Хлорид аммония, 20%-ный раствор.

Иономер.

Индикаторный электрод, платиновый.

Электрод сравнения, хлоридсеребряный.

 

Выполнение определения.

К аликвоте испытуемого раствора в стакане для титровния прибавляют 10 мл раствора хлорида аммония и 10 мл аммиака. Полученный раствор разбавляют до 60 – 70 мл.

Помещают в стаканчик электроды, включают мешалку и выполняют ориентировочное титрование.

Проводят точное титрование новой порции раствора, прибавляя по две капли титранта в области КТТ. Заполняют табл.1.6. (Работа 1.6). Графически с помощью дифференциальных кривых титрования и кривой по методу Грана находят КТТ. Вычисляют содержание кобальта (г) в испытуемом растворе.